BMETE11MX33

Tantárgy adatok
Tárgy címe: Fizika 3
Neptun kód: BMETE11MX33
Felelős oktató: Dr. Mihály György
Felelős tanszék: Fizika Tanszék
Képzés: Mérnök oktatás
Tantárgy adatlapja: BMETE11MX33
Követelmények, Információk

Előadó: Mihály György, egyetemi tanár (TTK Fizika Tanszék)
Nyelv: magyar
Időpont, helyszín: kedd 14-16, csütörtök 14-16, F29 terem.

 

A jegyzetelést elősegítő kivonatok letölthetők az előadás címén keresztül (jelszó ismeretében). Ezeket érdemes kinyomtatni, majd az előadáson erre jegyzetelni. Az alábbi tematikában az előadás címek mellett szerepelnek a témához kapcsolódó fontosabb fogalmak, számolási gyakorlatok valamint az előadáson ismertetésre kerülő eszközök és alkalmazások. A kivonatokon csillag jelzi azokat a részletesebb levezetéseket, amelyek gondolatmenetét érdemes megérteni, de nem lesznek visszakérdezve a zárthelyiken.

 

 

          ZH2 május 14 (csütörtök) TEAMS bejelentkezés 13:45 - 14:00  A feladatlapok időablakai 14:00-14:10, 14:15-14:25, 14:30-14:40, 14:45-14:55
          ZH2 statisztika

         Online ZH írás szervezése

 

 

Március 4. hetétől átállás online oktatásra.  Az előadások a megszokott időpontokban a Microsoft Teams rendszerben vannak megtartva.

  • hallgatók bejelentkezése a TEAMS értekezletre 14:00 és 14:15 között
  • az előadás 14:15-kor indul
  • az előadások időtartama tipikusan: 1 óra +/- 10 perc (szünet nincs)
  • az előadás közben a chat ablakba írt szöveggel lehet kérdezni
  • az előadás után 16:00-ig online konzultáció

Előfordulhat, hogy az értekezlet megszakad vagy lassú az internet. Semmi baj, az előadás videófelvétele később is elérhető a "Fizika 3" csoport "Videók" mappájában, illetve az előadás címéhez ezen a lapon kirakott Microsoft Stream linken.

 

További infók:

  • bejelentkezéskor a mikrofont mindenki kapcsolja ki
  • a bejelentkezett hallgatók jelenléte igazoltnak számít - lásd: plusz pontok a tárgy honlapján
  • az előadásról nem szabad felvételt készíteni

Későbbi hozzáférés: 

  • Az előadás videófelvétele elérhető a "Fizika 3" csoport "Videók" mappájában, az előadás kivonata pedig a "Fizika 3" csoport "Általános --> Fájl" helyen.
  • A video az előadást követően megtekinthető (akár mobiltelefonról is) az előadás címéhez ezen a lapon kirakott Microsoft Stream linken.

​​​​​​​Belépés a Miscrosoft Streambe éppúgy történik, mint a Micrsoft Teams-be:

  • bejelenkezés a            ...@edu.bme.hu  email cím megadásával
  • címtáras azonosítás az xxxxx@bme.hu címtáras azonosító (xxxxx az 5 db számjegy) és a címtáras jelszó megadásával

 

 

ELŐADÁSOK

 

02.11. Elektromágneses hullámok: szuperpozíció elve; interferencia; fotoeffektus; foton fogalma, foton detektálásának valószínűsége; hőmérsékleti sugárzás; lézer-csipesz.

 

02.13. Lézerek: spektrumok (kísérlet); atomok gerjesztése, Einstein-egyűtthatók, indukált emisszió, optikai erősítés, lézerfény tulajdonságai, lézer alkalmazások

 

02.18. Elektronok hullámtermészete: a hullámfüggvény valószínűségi értelmezése; képalkotás és diffrakció elektronmikroszkóppal; szabad részecske hullámfüggvénye; operátorok fogalma; hullámcsomag.

 

02.20. Elektronok potenciáltérben: elektronok hullámhosszának szabályzása; elektron-hullámok keltése (Fowler-Nordheim alagúteffektus); transzmissziós és pásztázó elektronmikroszkóp (TEM és SEM), elektron-litográfia; Schrödinger-egyenlet.

 

02.25. Alagúteffektus: Alagutazás potenciálgáton keresztül, pásztázó alagútmikroszkóp (STM) detektálási árama, (SQUID), Flash-memória, kísérlet: alagútáram pont-kontaktusban, molekuláris elektronika

 

02.27. Fizikai mennyiségek várható értéke: várható értéke és szórás; határozatlansági reláció Gauss-függvényre, Ehrenfest-tétel (kapcsolat a klasszikus fizikához), szimmetriatulajdonság és megmaradási tétel

 

03.03. Operátorok alkalmazása a kvantummechanikában: felcserélési reláció; harmonikus oszcillátor; a harmonikus oszcillátorhoz kapcsolódó kvantum-jelenségek: hőmérsékleti sugárzás; fajhő, Landau-nívók, kvantum-kaszkád lézer.

 

03.05. Kristályok szerkezete, szimmetriák: Diszkrét transzlációs szimmetria, rács és reciprok rács, kristálysíkok, szimmetriaműveletek, Neumann-elv és alkalmazása

 

03.10. Röntgen-, neutron- és elektron-diffrakció: A rugalmas szórás elmélete: kristályok szerkezetének meghatározása; Ewald-szerkesztés; szinkrotron, szabad-elektron lézer.

 

ÁTÁLLÁS ONLINE ELŐADÁSRA
Az előadások a megszokott időpontokban folytatódnak, de mostantól online a Microsoft Teams rendszerben. Hallgatói bejelentkezés az adott napon 14:00 és 14:15 között.

 

03.24. Kristályok dinamikája (pdf): rácsrezgések, lineáris lánc rezgései, a fonon fogalma, szilárd testek fajhője
           Videófelvétel

 

03.26. Kvantummechanikai rész összefoglalója (pdf) + online konzultáció
          
Videófelvétel

 

03.31. Kristályszerkezeti rész összefoglalója (pdf) + online konzultáció
           Videófelvétel

 

04.02. Kvázikristályok, amorf anyagok (pdf) + online konzultáció: kvázikristályok; Röntgen-holográfia, amorf anyagok
           Videófelvétel

 

04.07. Szenzorok (pdf): + online konzultáció: piezo, MEMS és mágneses szenzorok; MEMS-giroszkóp működési elve, lézeres távolságmérés, SONAR, RADAR, LIDAR, Lock in detektálás (Phase Sensitive Detection)
           Videófelvétel

 

04.09. ZH1
           A feladatlapok első időablaka 14:00-14:10, a TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.

            ZH1 összesített statisztikája

 

04.14. Fémek szabad-elekton modellje + online konzultáció: Sommerfeld-modell, Fermi-Dirac statisztika, termikus és mágneses tulajdonságok, Pauli-szuszceptibilitás kiszámítása, sávszerkezeti kérdések

         Videófelvétel

 

04.16. Szilárd testek sávszerkezete + online konzultáció: szoros kötésű közelítés, fémek és félvezetők sávszerkezete, effektív tömeg, elektron és lyukvezetés

         Videófelvétel

 

04.21. Fémek - félvezetők + online konzultáció: Sávok betöltése, elektronok-lyukak, félvezetők töltéshordozói, adalékolt félvezetők, vezetőképesség

        Videófelvétel

 

04.23. Ballisztikus elektron-transzport + online konzultáció: félvezető heteroátmenetek, tervezett tulajdonságú kétdimenziós elektrongáz, extrém nagy mobilitású elektronok, vezetőképesség kvantum, ballisztikus elektron terjedést kimutató kísérletek.

        Videófelvétel

 

04.24. PótZH1
    

 

04.28. Mezoszkopikus és makroszkopikus elektron-transzport + online konzultáció: Landauer-formalizmus, memrisztorok nanométeres méretskálán (Fizikai Szemle 2017/9, 302-307 oldal), Boltzmann-egyenlet, fémek vezetőképessége.

           Videófelvétel

 

04.30. Félvezető eszközök, kvantum-pötty + online konzultáció: MOSFET működési elve; félvezető lézer/LED/napelem; kvantum-pötty, egyelektron tranzisztor

           Videofelvétel

 

05.05. Mágnesség, spintronika + online konzultáció: mágnesesség rácsmodellje; ferromágnesség sáv-modellje; spin-szelep, STT  és SOT MRAM.

           Videófelvétel

 

05.07. A szilárdtest-fizika rész összefoglalója + online konzultáció

           Videófelvétel

 

05.12. Szupravezetés jelensége + online konzultáció: zérus ellenállás, Meissner-effektus, első és másodfajú szupravezetők, fluxus-kvantálás.

            Videófelvétel

 

05.14. ZH2
         A feladatlapok első időablaka 14:00-14:10, a TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.

          ZH2 statisztika

   

 

05.19. Szupravezető alkalmazások + online konzultáció: Josephson-effektus és szupravezető kvantum interferométer (SQUID), szuprevezető szolenoidok, Maglev (lebegtetett vonatok), magas hőmérsékleti szuparvezető anyagok.

          Videófelvétel

 

05.21. pótZH2
         A zárthelyihez előzetesen be kell jelentkezni a Neptunon keresztül.

         A TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.
           A feladatok időablakai 14:00-14:10, 14:15-14:25, 14:30-14:40, 14:45-14:55

 

05.26. második pótZH1

         A zárthelyihez előzetesen be kell jelentkezni a Neptunon keresztül.

         A TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.
           A feladatok időablakai 14:00-14:10, 14:15-14:25, 14:30-14:40, 14:45-14:55

          Online ZH írás szervezés

 

05.28. második-pótZH2
         A zárthelyihez előzetesen be kell jelentkezni a Neptunon keresztül.

         A TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.
           A feladatok időablakai 14:00-14:10, 14:15-14:25, 14:30-14:40, 14:45-14:55

          Online ZH írás szervezés

 

06.02 PótpótZH (ZH1 és ZH2 együtt): június 2 (kedd), 10:00-12:00.
         A zárthelyihez előzetesen be kell jelentkezni a Neptunon keresztül.

         A TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.
           A feladatok időablakai 14:00-14:10, 14:15-14:25, 14:30-14:40, 14:45-14:55

          Online ZH írás szervezés

 

A pótZH, a második-pótZH és a pótpótZH eredménye felülírja az előző ZH eredményét (lehet javítani és rontani is).

 

A zárthelyi dolgozatok egyenként 40 pont felett eredményesek (a maximálisan elérhető pontszám egy zárhelyinél 100 pont).
Az aláírás feltétele mindkét ZH teljesítése, azaz külön-külön legalább 40 pont elérése.
Ha a ZH1 vagy a ZH2 a pótlási lehetőségekkel is sikertelen, akkor félévközi jegy nem szerezhető.

 

Megajánlott jegy:

Ha valaki a két évközi zárthelyi dolgozat mindegyikén (külön-külön) minimum 50 pontot ér el, akkor megajánlott jegyet kap. Megajánlott jegyet a pótlásokon elért eredménnyel is lehet szerezni.

Az előadásokon jelenléti ívet vezetünk. Azok esetében, akik a foglalkozások legalább 70%-án jelen voltak, a megajánlott jegy megállapításánál a két zárthelyi átlagához 10 pontot hozzáadunk, egyébként a zárthelyik pontszámának átlagával számolunk.
A megajánlott jegyek ponthatárai:
2 (elégséges) :  50 - 55
3 (közepes) : 55 - 70
4 (jó) : 70 - 85
5 (jeles) : 85 -
(az aláhúzott érték a jegyhez tartozó alsó határ).

A legalább 70 pontot elérőknek szóbeli vizsga lehetséges a jeles érdemjegyért (a 85 pont feletti eredményt elérők szóbeli vizsga nélkül megkapják a jeles érdemjegyet).

A megajánlott jegy elfogadása a június 5-i vizsgaidőpont Neptunban történő felvételével történik.

 

Félév végi jegy: írásbeli vizsga

 

június 5 (péntek)     a vizsgaidőpont Neptunban történő felvétele: a megajánlott jegy elfogadása
                           
     kérésre (emailben egyeztetve): szóbeli vizsga lehetősége
 

Az online vizsga az ajánlott vizsgaidőpontokban a ZH-val azonos szabályok szerint történik.

Ajánlott vizsgaidőpontok:

június   9 (kedd)   A feladatlapok első időablaka 14:00-14:10, a TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.

június 16 (kedd)   A feladatlapok első időablaka 14:00-14:10, a TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.

június 23 (kedd)   A feladatlapok első időablaka 14:00-14:10, a TEAMS bejelentkezést 14:00 előtt kell megtenni.

 

Tartalék vizsgaidőpont

június 26 (péntek) szóbeli vizsga lehetősége

 

A vizsgakérdések valamennyi előadás tartalmára kiterjednek.
Az írásbeli dolgozat értékelése:
2 (elégséges) : 40 - 55
3 (közepes) : 55 - 70
4 (jó) : 70 - 85
5 (jeles) : 85 -
(az aláhúzott érték a jegyhez tartozó alsó határ).
A legalább 70 pontot elérőknek szóbeli vizsga lehetséges a jeles érdemjegyért (a 85 pont feletti eredményt elérők szóbeli vizsga nélkül megkapják a jeles érdemjegyet).

 

 

CÉLKITŰZÉS

 

A tárgy célja a korszerű természettudományos világszemlélet kialakítása; a modellalkotási készség fejlesztése. Olyan egyetemi szintű fizikai ismeretek elsajátítása, amelyek feltétlenül szükségesek az innovatív mérnöki alkotásokhoz.

 

Ezen általános célokon belül a tantárgy további fontos célja:
- a kvantummechanika alapjainak megismertetése, a klasszikus fizika korlátainak felismerése;
- a modern anyagtudomány és a nanotechnológia alapját képező jelenségek leírása;
- a kvantummechanikai elvekre épülő eszközök és berendezések működésének bemutatása.

 

Mindez hozzájárul a villamosmérnöki szakma természettudományos hátterének a megismeréséhez, és kellő alapot nyújt a modern elektronikai eszközökben lezajló folyamatok megértéséhez

 

 

Irodalom:
           A kvantummechanika alapjai
           Haladó kvantummechanika
           Geszti Tamás: Kvantummechanika